Практическое руководство по выбору оборудования, основанное на условиях скважины, целях добычи и требованиях к техническому обслуживанию.
Выбор между вставным насосом API и трубным насосом API — одно из важнейших решений в системе штангового насоса. Оба типа насосов широко используются в системах искусственного подъема и соответствуют стандартам API 11AX, но существенно различаются по процедурам технического обслуживания, производительности, стоимости капитального ремонта и пригодности для конкретных условий скважины.
В целом, вставные насосы часто предпочтительны для глубоких скважин, скважин с высоким содержанием песка, зрелых нефтяных месторождений и скважин, требующих частого технического обслуживания, в то время как трубные насосы обычно выбирают для высокопроизводительных скважин, где требуется максимальная производительность по перекачке жидкости. Оптимальный выбор зависит не от самого насоса, а от фактических условий эксплуатации скважины.
Что такое трубный насос API?
Трубный насос устанавливается как часть трубной колонны и становится неотъемлемой частью эксплуатационной трубы.
Когда насос нуждается в ремонте или замене, обычно из скважины извлекают всю трубную колонну целиком.
Основные характеристики
• Устанавливается непосредственно в трубную колонну.
• Доступен ствол большего диаметра
• Более высокая производительность по вытеснению жидкости
• Подходит для высокопроизводительных скважин
• При проведении технического обслуживания требуется извлечение трубок.
Благодаря большему эффективному диаметру, трубный насос часто выбирают, когда основной целью является максимизация производительности.
Что такое насос с вставкой API?
Вставной насос устанавливается внутри эксплуатационной трубы и фиксируется в ниппеле.
В отличие от трубного насоса, трубная колонна остается в скважине во время обслуживания насоса.
Извлекается только насосный агрегат.
Основные характеристики
• Устанавливается внутри существующих труб.
• Упрощенная замена насоса
• Снижение затрат на капитальный ремонт скважин
• Более быстрые операции по техническому обслуживанию
• Подходит для глубоких скважин и скважин с частыми ремонтными работами.
Благодаря такой универсальности вставные насосы пользуются популярностью на многих зрелых нефтяных месторождениях.
Вставной насос против трубчатого насосаКлючевые различия
Сравнительный элемент | Вставить насос | Трубчатый насос |
Установка | Внутренняя трубка | Часть трубчатой нити |
Извлечение насоса | Только насос | Вся трубная нить |
Стоимость капитального ремонта | Ниже | Выше |
Время технического обслуживания | Коротче | Длиннее |
Производственная мощность | Умеренный | Выше |
Пригодность для глубоких скважин | Отличный | Хороший |
Применение в высокопроизводительных приложениях | Хороший | Отличный |
Операционная гибкость | Отличный | Умеренный |
Ни один из насосов не является универсально лучше другого.
Правильный выбор зависит от целей добычи на скважине и условий эксплуатации.
Какой насос следует выбрать для разных условий скважины?
Вместо того чтобы спрашивать, какой насос в целом лучше, операторам следует задавать следующие вопросы:
Какой насос лучше подойдет для моей скважины?
Ответ зависит от конкретных производственных задач.
Сценарий 1: Глубокие колодцы
Типичные условия скважины
• Глубина скважины превышает 3000 метров
• Высокие затраты на транспортировку.
• Длительное время капитального ремонта
• Дорогостоящие лечебные операции
Главная проблема
По мере увеличения глубины проведения ремонтных работ их стоимость возрастает.
Извлечение всей колонны труб может значительно увеличить время простоя и эксплуатационные расходы.
Рекомендуемый насос
Вставной насос API
Почему?
✓ Насос можно извлечь, не вытаскивая трубки.
✓ Снижение затрат на капитальный ремонт скважин
✓ Сокращение времени вмешательства
✓ Более быстрый возврат к производству
Для глубоких скважин эффективность технического обслуживания зачастую ценнее, чем максимальная производительность по вытеснению воды.
Сценарий 2: Высокопроизводительные скважины
Типичные условия скважины
• Высокая энергия резервуара
• Большие объемы добычи жидкости
• Стабильные условия эксплуатации
• Низкая частота технического обслуживания
Главная проблема
Максимизация темпов производства.
Рекомендуемый насос
Трубный насос API
Почему?
✓ Доступны стволы большего диаметра
✓ Более высокая водоизмещающая способность
✓ Улучшенная способность к подъему жидкости
✓ Оптимизировано для крупносерийного производства
Когда основной целью является производительность, трубные насосы часто являются предпочтительным решением.
Сценарий 3: Высокопесчаные колодцы
Типичные условия скважины
• Непрерывное производство песка
• Ускоренный износ компонентов насоса
• Частые отказы клапанов
• Повышенные требования к техническому обслуживанию
Главная проблема
Сокращение времени простоя, вызванного износом и поломками.
Рекомендуемый насос
Вставной насос API
Почему?
✓ Упрощенная замена насоса
✓ Снижение затрат на ремонт
✓ Снижена частота капитального ремонта
✓ Более быстрое проведение технического обслуживания
Дополнительная рекомендация
В условиях высокого содержания песка операторам также следует учитывать следующее:
• Износостойкие стволы
• Закаленные поршни
• Износостойкие клапанные узлы
• Технологии контроля заноса песка
Доступность для технического обслуживания зачастую становится важнее, чем максимальная производственная мощность.
Сценарий 4: Зрелые нефтяные месторождения
Типичные условия скважины
• Снижение пластового давления
• Увеличение обводненности
• Рост добычи газа
• Частая оптимизация производства
Главная проблема
Условия производства постоянно меняются с течением времени.
Рекомендуемый насос
Вставной насос API
Почему?
✓ Большая операционная гибкость
✓ Упрощенная замена насоса
✓ Снижение затрат на вмешательство
✓ Лучшая адаптивность к изменяющимся условиям скважины
Это одна из причин широкого использования вставных насосов на зрелых нефтяных месторождениях по всему миру.
Сценарий 5: Скважины с высоким содержанием газа
Типичные условия скважины
• Высокое газожидкостное соотношение (ГЖС)
• Помехи от газа
• Сниженное заполнение насоса
• Возможны проблемы с газовой пробкой
Главная проблема
Поддержание стабильной работы насоса.
Рекомендуемый насос
Либо вставной насос, либо трубчатый насос
Важное примечание
Тип насоса сам по себе обычно не решает проблемы с помехами от газа.
К числу более важных факторов относятся:
• Газовые якоря
• Газоотделители
• Правильная глубина настройки насоса
• Оптимизация параметров насоса
Рекомендация
Выбор насоса должен основываться на производственных требованиях и стратегии технического обслуживания, а не только на содержании газа.
Сценарий 6: Отдаленные нефтяные месторождения
Типичные условия скважины
• Ограниченное количество ремонтных бригад
• Большие транспортные расстояния
• Высокие затраты на вмешательство
• Ограниченная доступность оборудования
Главная проблема
Сокращение времени простоя, связанного с техническим обслуживанием.
Рекомендуемый насос
Вставной насос API
Почему?
✓ Более быстрое обслуживание
✓ Снижение требований к времени работы буровой установки
✓ Снижение эксплуатационных расходов
✓ Повышенная эффективность технического обслуживания
При дистанционном управлении простота технического обслуживания часто становится важным экономическим фактором.
Сценарий 7: Скважины, требующие максимальной производительности
Типичные условия скважины
• Высокие целевые показатели добычи жидкости
• Мощная поддержка со стороны водохранилища
• Стратегия развития, ориентированная на производство
Главная проблема
Достижение максимального выхода жидкости.
Рекомендуемый насос
Трубный насос API
Почему?
✓ Больший эффективный диаметр насоса
✓ Более высокая эффективность вытеснения
✓ Увеличение производственного потенциала
✓ Лучше подходит для подъема больших объемов жидкости
В таких ситуациях наибольшую производительность часто обеспечивают трубные насосы.
Краткое руководство по выбору насоса
Хорошее состояние | Рекомендуемый насос |
Глубокая скважина (шшшш 3000 м) | Вставить насос |
Высокопроизводительная скважина | Трубчатый насос |
Высокий песчаный колодец | Вставить насос |
Зрелое нефтяное месторождение | Вставить насос |
Частые капитальные ремонты | Вставить насос |
Удаленное нефтяное месторождение | Вставить насос |
Стабильное крупномасштабное производство | Трубчатый насос |
Требуемая максимальная производственная мощность | Трубчатый насос |
Высокогазовая скважина | Зависит от операционной стратегии. |
Как затраты на техническое обслуживание влияют на выбор насоса
Стоимость приобретения насоса составляет лишь часть общих эксплуатационных расходов.
Операторам также следует оценить:
• Частота проведения ремонтных работ
• Затраты на извлечение
• Потери из-за простоя
• Требования к рабочей силе
• Затраты, связанные с перебоями в производстве
Во многих скважинах снижение затрат на техническое обслуживание может перевесить небольшие различия в производительности насосов.
Это одна из причин, почему часто выбирают вставные насосы, даже если трубные насосы могли бы обеспечить несколько более высокую производительность.
Часто задаваемые вопросы
Всегда ли вставной насос лучше, чем трубчатый?
Нет. Наилучший выбор зависит от состояния скважины, требований к техническому обслуживанию и целей добычи.
Почему вставные насосы широко используются в глубоких скважинах?
Поскольку их можно обслуживать, не демонтируя всю трубную колонну целиком, это снижает затраты на капитальный ремонт и сокращает время простоя.
Насосы, работающие по трубам, производят больше жидкости?
Во многих областях применения — да. Трубные насосы, как правило, имеют больший диаметр корпуса и большую производительность.
Какой насос проще в обслуживании?
Вставные насосы, как правило, проще и быстрее обслуживать.
Какой насос лучше подходит для скважин с высоким содержанием песка?
Многие операторы предпочитают вставные насосы, поскольку изношенные компоненты можно заменять более эффективно, что сокращает время простоя и затраты на техническое обслуживание.
Какой насос лучше подходит для зрелых нефтяных месторождений?
Вставные насосы часто предпочтительнее, поскольку они обеспечивают большую гибкость при изменении производственных условий с течением времени.
Заключение
Ни насос с вставным патрубком API, ни трубный насос API не являются универсально превосходящими друг друга. Правильный выбор зависит от глубины скважины, целевых показателей добычи, требований к техническому обслуживанию, затрат на капитальный ремонт и условий пласта.
Для скважин, где критически важны эффективность технического обслуживания, снижение затрат на ремонт и оперативная гибкость, вставные насосы часто являются предпочтительным решением. Для скважин, ориентированных на максимизацию добычи жидкости и производительности, трубные насосы часто обеспечивают наибольшие преимущества.
Перед выбором насоса операторам следует оценить фактические условия эксплуатации скважины, а не сосредотачиваться исключительно на технических характеристиках насоса. Подбор типа насоса в соответствии с условиями добычи зачастую является наиболее эффективным способом повышения долгосрочной производительности, снижения эксплуатационных расходов и максимизации рентабельности нефтедобычи.